نام پژوهشگر: مایده زاهدی فر
مایده زاهدی فر هادی اکبرزاده
مشاهدهی مغناطش ناشی از اربیتال p در برخی ترکیبات فاقد عناصر واسطه، حوزهی جدیدی را در علوم مغناطیس گشوده است. از جمله این ترکیبات می توان به برخی آلیاژهای دوتایی یونی نظیر can و cac اشاره کرد. همراه بودن رفتار فرومغناطیسی این دو ترکیب با ویژگی نیم فلزی در برخی ساختارهای شبه پایدار، می تواند برای صنعت اسپینترونیک نیز نویدبخش باشد. در این کار با استفاده از محاسبات مبتنی بر نظریهی تابعی چگالی و روش شبه پتانسیل، به بررسی بلور can و cac در ساختارهای نمک سنگی و بلندروی و همچنین نانولایههای can و cac در این ساختارها روی زیر لایهی مس در راستای (001) پرداختیم. نتایج نشان می دهند که بلور can در ساختار نمک سنگی پایدارتر از ساختار بلندروی است و هردو ساختار رفتار فرومغناطیس نیم فلزی دارند. اما برخلاف انبوهه، نانولایههای can و cac ساختار zb را ترجیح میدهند. خواص ساختاری نانو لایههای دو ترکیب مورد نظر در دو ساختار zb و rs مورد مطالعه قرار گرفت، پایداری نسبی پایانهها و الگوهای مختلف شکل گیری لایه نازک بررسی و ساختارهای پایدار مشخص شدند. محاسبات لایه نازک نشان می دهد که نانو لایه های can و cac روی cu(001) ساختار بلندروی و به ترتیب پایانه ی نیتروژن و پایانهی کربن را ترجیح می دهند. یعنی ترکیبات بررسی شده تمایل به قرار گرفتن از طرف آنیون خود بر روی زیر لایهی مس داشتند. همچنین لایه نازک cac پیوند قویتری با زیر لایه مس برقرار میکند. برای یافتن علت پایداری به سراغ طول پیوند، تعداد پیوند، چگالی الکترونی و نمودار چگالی حالتها رفتیم. دلیل این پایداری پیوند نسبتا قوی اتم های نیتروژن با مس و اتمهای کربن با مس است که منجر به غیرمغناطیسی شدن دستگاه نیز می شود. اثرات سطحی و مرزی بر خواص مغناطیسی و الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت. ملاحظه شد در اثر تغییرات ساختار الکترونی اتمهای سطحی و مرز نسبت به حالت انبوهه، خاصیت نیم فلزی در دو لایهای پایانهی نیتروژن وکربن حفظ میشود نتایج نشان میدهد که در پایانه کلسیم لایههای نازک can و cac روی زیر لایه مس، امکان بروز رفتار مغناطیسی وجود دارد. لذا برای بررسی میزان پایداری این پایانهها در برابر پایانههای پایدار غیر مغناطیسی به بررسی مسیر گذار سیستم از حالت مغناطیسی به حالت غیر مغناطیسی پرداختیم. برای بدست آوردن مسیر کمینهی انرژی، به سراغ روش neb رفتیم. محاسبات نشان داد انرژی فعال سازی مورد نیاز برای گذار از حالت شبه پایدار مغناطیسی به حالت پایدار غیر مغناطیسی در مورد لایه نازک can برابر ev 36/1 است. به دلیل ناپیوستگی در مغناطش (ناپیوستگی در مشتق اول )، یک گذار فاز مرتبهی اول از فاز فرومغناطیس به فاز غیر مغناطیسی داریم. بنابراین پیشنهاد می شود به منظور رشد لایه نازک فرومغناطیسی can، ابتدا یک لایه کلسیم روی زیر لایه مس رونشانی شود و سپس یک لایه نیتروژن روی آن رونشانی شود.